Pesquisadores da Forschungszentrum Jülich e da Heinrich Heine University Düsseldorf, liderados pelo Prof. Dr. Carsten Sachse, estão usando microscopia crioeletrônica, ou crio-EM, para tornar biomoléculas visíveis em nível atômico. Em um artigo agora publicado na revista Nature Methods , eles apresentam um novo método que combina crio-EM com um método usado na pesquisa de materiais. Os resultados também são apresentados e classificados em uma Natureza Resumo.
A técnica ainda relativamente nova de crio-EM tem uma vantagem decisiva sobre a cristalografia de raios X que tem sido usada rotineiramente por décadas:os blocos de construção de proteínas podem ser observados em seu ambiente natural em um estado de congelamento instantâneo sem ter que convertê-los em um cristal artificial de antemão. Cryo-EM é baseado em microscopia eletrônica de transmissão. O método alternativo que os pesquisadores empregaram agora, por outro lado, é um desenvolvimento adicional da microscopia eletrônica de transmissão de varredura com contraste de fase diferencial integrado, ou iDPC-STEM para abreviar.

"Até agora, esse método tem sido usado principalmente em pesquisa de materiais, onde já levou a resoluções muito altas. Ao criar imagens de amostras biológicas, agora alcançamos diretamente uma qualidade que foi possibilitada pela microscopia crioeletrônica há alguns anos, " diz Carsten Sachse, diretor do Ernst Ruska-Centre de Forschungszentrum Jülich e professor da Heinrich Heine University Düsseldorf.

Juntamente com parceiros de pesquisa da empresa de análise Thermo Fisher Scientific em Eindhoven, ele conseguiu mapear estruturas de proteínas usando iDPC-STEM com uma resolução subnanométrica de 3,5 angstroms. "A microscopia crioeletrônica é um pouco mais avançada hoje em comparação. Mas nossos resultados mostram que o iDPC-STEM é, em princípio, capaz, com alguma otimização, de alcançar resoluções semelhantes ao crio-EM de hoje e expandir as possibilidades de análise estrutural; especialmente para amostras muito heterogêneas, não uniformes ou partículas únicas quando os recursos de média são limitados", diz Carsten Sachse.

Na microscopia crioeletrônica convencional, milhares, às vezes dezenas ou centenas de milhares, de instantâneos de uma amostra são obtidos de várias direções de visualização. Um computador poderoso usa essas imagens para calcular um modelo tridimensional detalhado da molécula ou partícula. A microscopia eletrônica de varredura, por outro lado, varre objetos linha por linha em pequenos passos para produzir uma imagem composta que, como na crio-EM convencional, serve como base para o cálculo da estrutura tridimensional. Assim como na microscopia crioeletrônica, um feixe de elétrons de baixa dose é usado porque as biomoléculas são tipicamente extremamente sensíveis. Isso evita que a alta energia do feixe destrua as estruturas sensíveis. + Explorar mais

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